KR20180134634A - 편광필름 및 이를 포함하는 편광판 - Google Patents

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KR20180134634A
KR20180134634A KR1020170072637A KR20170072637A KR20180134634A KR 20180134634 A KR20180134634 A KR 20180134634A KR 1020170072637 A KR1020170072637 A KR 1020170072637A KR 20170072637 A KR20170072637 A KR 20170072637A KR 20180134634 A KR20180134634 A KR 20180134634A
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Abstract

본 명세서는 편광필름 및 이를 포함하는 편광판에 관한 것이다.

Description

편광필름 및 이를 포함하는 편광판{POLARIZING FILM AND POLARIZING PLATE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 편광필름 및 이를 포함하는 편광판에 관한 것이다.
편광필름은 액정표시장치, 유기발광(EL)표시장치, PDP(플라즈마 디스플레이 패널)등의 디스플레이 유닛에 사용되는 것으로, 색상 재현성이 우수한 화상을 제공하기 위해 높은 투과율 및 편광도를 겸비할 것이 요구된다. 이러한 편광필름은 일반적으로 폴리비닐알코올계 필름을 이색성 염료등을 사용하여 염착하고, 가교한 후, 일축 연신등의 방법으로 배향하여 제조될 수 있다.
최근 편광필름을 사용하는 화상표시장치는 텔레비젼, 모니터, 자동차 계기판, 컴퓨터, 노트북, PDA, 전화기, TV, 오디오/비디오 기기, 각종 사무용, 공업용 기계들의 디스플레이 유닛에 사용되고 있다. 이와 같이 디스플레이 유닛의 사용 영역이 확대됨에 따라, 고온, 고습 등 가혹한 조건에서 디스플레이 유닛이 사용되는 경우가 증가되는 추세이다. 또한, 디스플레이 유닛의 내구성을 향상시키기 위하여, 편광필름에 보호 유리로 커버 글라스가 부착되고 있다. 다만, 커버 글라스가 부착됨에 따라 편광필름에 가해지는 열플럭스(heat flux)가 증가되어, 고온 조건에서 커버 글라스가 부착된 편광필름이 검붉은 색으로 변색되는 문제가 발생될 수 있다.
따라서, 고온조건에서도 지속적으로 사용될 수 있는 디스플레이 유닛을 제공하기 위하여, 우수한 내구성 및 내열성을 보유하는 편광필름이 필요한 실정이다.
본 발명은 편광필름 및 이를 포함하는 편광판에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예는 폴리비닐알코올계 편광필름으로서, 미연신 폴리비닐알코올계 필름을 연신하여 제조되고, 상기 폴리비닐알코올계 편광필름은 칼륨 및 아연을 포함하고, 하기 수학식 1을 만족하는 폴리비닐알코올계 편광필름을 제공한다.
[수학식 1]
Figure pat00001
상기 수학식 1에 있어서, d는 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름 두께(㎛)/60㎛이고, r은 상기 폴리비닐알코올계 편광필름에서의 칼륨 함량(wt%)/상기 폴리비닐알코올계 편광필름에서의 아연 함량(wt%)이고, 상기 d가 1 이상인 경우, 상기 폴리비닐알코올계 편광필름에서의 칼륨 함량은 0.5 wt% 이상이다.
본 발명의 다른 실시예는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광필름; 상기 편광필름의 적어도 일면 상에 구비되는 보호필름;을 포함하는 편광판을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예는 디스플레이 패널 및 본 발명의 다른 실시예에 따른 편광판을 포함하고, 상기 디스플레이 패널의 적어도 일면 상에 상기 편광판이 구비된 디스플레이 유닛을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 편광필름에 포함되는 칼륨과 아연의 함량을 조절하여, 내구성 및 내열성이 우수한 편광필름을 구현할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 편광판은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광필름을 포함하고 있어, 고온 조건에서도 우수한 광학적 특성 및 내열성, 내구성을 보유할 수 있다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 본 명세서에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예는 폴리비닐알코올계 편광필름으로서, 미연신 폴리비닐알코올계 필름을 연신하여 제조되고, 상기 폴리비닐알코올계 편광필름은 칼륨 및 아연을 포함하고, 하기 수학식 1을 만족하는 폴리비닐알코올계 편광필름을 제공한다.
[수학식 1]
Figure pat00002
상기 수학식 1에 있어서, d는 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름 두께(㎛)/60㎛이고, r은 상기 폴리비닐알코올계 편광필름에서의 칼륨 함량(wt%)/상기 폴리비닐알코올계 편광필름에서의 아연 함량(wt%)이고, 상기 d가 1 이상인 경우, 상기 폴리비닐알코올계 편광필름에서의 칼륨 함량은 0.5 wt% 이상이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 폴리비닐알코올계 편광필름에 포함되는 칼륨과 아연의 함량을 조절하여, 내구성 및 내열성이 우수한 편광필름을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 폴리비닐알코올계 편광필름에 포함되는 칼륨 및 아연 함량, 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름의 두께 등을 조절하여, 하기 수학식 2의 값이 0.7 이상 0.95 이하가 되도록 조절할 수 있다. 구체적으로, 하기 수학식 2의 값은 0.8 이상 0.95 이하, 0.85 이상 0.9 이하일 수 있고, 보다 구체적으로 0.89 이상 0.92 이하일 수 있다.
[수학식 2]
Figure pat00003
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 폴리비닐알코올계 편광필름은 상기 수학식 1을 만족함으로써, 고온에서도 상기 폴리비닐알코올계 편광필름의 색상이 변화되는 것을 방지할 수 있고, 상기 폴리비닐알코올계 편광필름의 편광도가 저하되는 것을 방지할 수 있다. 구체적으로, 상기 수학식 2의 값이 0.7 미만인 경우에는 상기 폴리비닐알코올계 편광필름의 편광도가 저하되고, 투과도가 상승되는 문제가 발생될 수 있다. 또한, 상기 수학식 2의 값이 0.95를 초과하는 경우에는 고온 조건에서 상기 폴리비닐알코올계 편광필름의 색상이 빠르게 변화되는 문제가 발생될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름을 연신하여 상기 폴리비닐알코올계 편광필름을 제조할 수 있다. 구체적으로, 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름에 대해 염착 단계, 가교 단계, 연신 단계, 수세 단계, 건조 단계, 아연염 처리 단계 등의 가공 공정을 수행하여, 상기 폴리비닐알코올계 편광필름을 제조할 수 있다. 다만, 염착, 가교, 연신 단계는 개별적으로 또는 동시에 진행될 수 있으며, 각 단계의 진행 순서 또한 가변적인 것으로 공정 단계의 순서가 고정되는 것은 아니다. 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름을 가공하여 상기 폴리비닐알코올계 편광필름을 제조하는 과정을 통해, 상기 폴리비닐알코올계 편광필름에 칼륨 및 아연이 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름을 가공하는 공정은 미연신 폴리비닐알코올계 필름을 염착하는 단계를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 염착하는 단계는 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름을 요오드 및 요오드화 칼륨을 포함하는 이색성 염료로 염착시킬 수 있다. 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름에 이색성 염료가 염착됨에 따라, 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름은 연신 방향으로 진동하는 빛은 흡수하고, 수직 방향으로 진동하는 빛은 통과시킬 수 있는 특정한 진동 방향을 갖는 편광 특성을 보유할 수 있다. 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름을 이색성 염료로 염착함으로써, 상기 폴리비닐알코올계 편광필름 내부에는 요오드 및 칼륨이 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 염착하는 단계는 이색성 염료가 포함된 염착액에 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름을 침지시킬 수 있다. 상기 염착액은 용매와 이색성 염료를 포함할 수 있다. 상기 용매로 물이 사용될 수 있고, 물과 상용성을 갖는 유기용매와 물이 혼합된 것을 사용할 수 있다. 상기 염착액에 포함되는 이색성 염료의 농도를 조절함으로써, 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름에 염착되는 요오드 및 칼륨의 함량을 제어할 수 있고, 상기 폴리비닐알코올계 편광필름의 투과도를 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 염착액에 포함되는 요오드의 함량을 0.001 중량% 이상 0.3 중량% 이하, 요오드화 칼륨의 함량을 0.3 중량% 이상 3.5 중량% 이하로 조절할 수 있다. 구체적으로, 상기 요오드의 함량을 0.005 중량% 이상 0.2 중량% 이하로 조절할 수 있고, 상기 요오드화 칼륨의 함량을 0.5 중량% 이상 3.0 중량% 이하로 조절할 수 있다.
상기 염착액에 포함되는 상기 요오드의 함량을 0.001 중량% 이상 0.3 중량% 이하로 조절하여, 상기 폴리비닐알코올계 편광필름이 적절한 투과도를 보유할 수 있도록 할 수 있다. 또한, 상기 염착액에 포함되는 상기 요오드화 칼륨의 함량을 0.3 중량% 이상 3.5 중량% 이하로 조절함으로써, 요오드화 칼륨의 양이 불충분하여 요오드 및 칼륨이 염착액에 적절히 용해되지 못하는 문제를 방지할 수 있고, 요오드화 칼륨 자체의 물에 대한 용해도로 인한 이물질이 염착액에 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 이색성 염료의 보조제를 상기 염착액에 추가적으로 첨가함으로써, 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름에 대한 염착 효율을 향상시킬 수 있다. 요오드는 물에 대한 용해도가 낮아, 요오드의 용해도를 향상시킬 수 있는 요오드화 화합물 등의 보조제를 첨가함으로써, 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름에 대한 염착 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 보조제로 사용될 수 있는 요오드화 화합물은 요오드화 리튬, 요오드화 아연, 요오드화 알루미늄, 요오드화 납, 요오드화 구리, 요오드화 바륨, 요오드화 칼슘, 요오드화 주석 및 요오드화 티탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 염착하는 단계는 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름을 20 ℃ 이상 40 ℃ 이하의 염착액에 30 초 이상 120 초 이하 동안 침지시킬 수 있다. 상기 염착액의 온도를 20 ℃ 이상 40 ℃ 이하로 조절함으로써, 염착 효율을 향상시킬 수 있으며, 요오드가 승화되는 것을 방지하여 요오드의 사용량을 절감시킬 수 있다. 또한, 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름을 상기 염착액에 30 초 이상 120 초 이하 동안 침지시킴으로써, 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름의 염착을 균일하게 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름을 가공하는 공정은 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름을 가교하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름을 가교시킴으로써, 이색성 염료가 상기 폴리비닐알코올계 필름의 폴리비닐알코올 고분자 매트릭스에 흡착될 수 있다. 상기 가교하는 단계는 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름을 붕소 및 요오드화 칼륨을 포함하는 가교액에 침지시키거나 가교액을 도포 또는 분사하여, 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름을 가교시킬 수 있다. 상기 가교액에 포함되는 붕소 및 요오드화 칼륨의 함량을 조절함으로써, 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름의 연신성이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름에 흡착되는 붕소, 칼륨 및 요오드의 함량을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 가교액에 포함되는 붕소의 함량을 0.1 중량% 이상 2.0 중량% 이하, 요오드화 칼륨의 함량을 1.0 중량% 이상 7.0 중량% 이하로 조절할 수 있다. 구체적으로, 상기 붕소의 함량을 0.2 중량% 이상 1.5 중량% 이하로 조절할 수 있고, 상기 요오드화 칼륨의 함량을 2.0 중량% 이상 5.0 중량% 이하로 조절할 수 있다.
상기 가교액에 포함되는 상기 붕소의 함량을 0.1 중량% 이상 2.0 중량% 이하로 조절하여, 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름이 충분히 가교되지 않아 상기 폴리비닐알코올계 편광필름의 광학물성 및 내구성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 가교액에 포함되는 상기 요오드화 칼륨의 함량을 1.0 중량% 이상 7.0 중량% 이하로 조절함으로써, 상기 고온에서 폴리비닐알코올계 편광필름의 색상이 변화되는 현상 및 편광도가 저하되는 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 가교하는 단계는 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름을 20 ℃ 이상 40 ℃ 이하의 가교액에 30 초 이상 120 초 이하 동안 침지시킬 수 있다. 상기 가교액의 온도를 20 ℃ 이상 40 ℃ 이하로 조절함으로써, 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름의 연신성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름을 상기 가교액에 30 초 이상 120 초 이하 동안 침지시킴으로써, 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름에 가교가 균일하게 이루어질 수 있고, 상기 폴리비닐알코올계 편광필름의 광학물성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름을 가공하는 공정은 미연신 폴리비닐알코올계 필름을 연신하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 연신하는 단계는 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름의 폴리비닐알코올 고분자들이 일정한 방향으로 배향되도록, 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름을 일축으로 잡아 늘릴 수 있다. 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름이 연신됨에 따라, 이색성 염료의 분자가 상기 폴리비닐알코올계 필름 내에서 연신 방향으로 나란하게 배열되고, 연신된 상기 폴리비닐알코올계 필름은 연신 방향으로 진동하는 빛은 흡수하고, 수직한 방향으로 진동하는 빛은 투과할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 연신하는 단계는 당업계에서 미연신 폴리비닐알코올계 필름을 연신하는 통상적인 방법으로 실시될 수 있다. 구체적으로, 상기 연신하는 단계는 습식 연신법 또는 건식 연신법을 사용할 수 있으며, 필요한 경우 이들을 조합하여 사용할 수도 있다. 상기 건식 연신법으로는 롤간(inter-roll)연신 방법, 가열 롤(heating roll) 연신 방법, 압축 연신 방법, 텐터(tenter) 연신 방법 등을 사용할 수 있고, 상기 습식 연신법으로는 텐터 연신 방법, 롤간 연신 방법 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 연신하는 단계는 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름을 4.0배 내지 6.5배의 연신비율로 연신할 수 있다. 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름의 연신비율이 4배 미만이면 상기 폴리비닐알코올계 편광필름의 연신이 불충분한 문제가 있고, 연신비율이 6.5배를 초과하면 과도한 연신으로 인하여 상기 폴리비닐알코올계 편광필름이 파단되거나, 폴리비닐알코올 분자의 배향이 틀어져 폴리비닐알코올계 편광필름의 광학물성이 저하되는 문제가 발생될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 연신하는 단계는 상기 염착하는 단계 또는 상기 가교하는 단계와 동시에 수행될 수도 있고, 별도로 수행될 수도 있다. 상기 연신하는 단계를 습식 연식법을 이용하여 별도로 수행하는 경우, 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름을 35 ℃ 이상 65 ℃ 이하의 연신액에 침지시키고 60초 이상 120초 이하의 시간 동안 연신시킬 수 있다. 상기 연식액의 온도를 35 ℃ 이상 65 ℃ 이하로 조절함으로써, 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름의 연신 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 연신하는 단계가 상기 염착하는 단계와 동시에 수행되는 경우, 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름을 염착액에 침지시켜 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름을 염착시키며 연신시킬 수 있다. 또한, 상기 연신하는 단계가 상기 가교하는 단계와 동시에 수행되는 경우, 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름을 가교액에 침지시켜 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름을 가교시키며 연신시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 폴리비닐알코올계 편광필름에서의 아연은 질산아연, 염화아연, 요오드화아연, 초산아연 및 황산아연으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 아연염으로부터 유래된 것일 수 있다. 상기 폴리비닐알코올계 편광필름에 아연이 포함됨으로써, 상기 폴리비닐알코올계 편광필름은 내열성 및 내구성이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 폴리비닐알코올계 필름을 가공하는 공정은 상기 폴리비닐알코올계 필름에 아연염을 흡착시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 폴리비닐알코올계 필름에 아연염을 흡착시킴으로써, 상기 폴리비닐알코올계 필름의 폴리비닐알코올 고분자 매트릭스에 아연이 흡착될 수 있다. 상기 아연염은 질산아연, 염화아연, 요오드화아연, 초산아연 및 황산아연으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 아연염을 흡착시키는 단계는 상기 염착, 가교 또는 연신하는 단계와 동시에 수행될 수도 있고, 별도로 수행될 수도 있다. 상기 아연염을 흡착시키는 단계를 별도로 수행하는 경우, 상기 아연염이 포함된 용액에 상기 폴리비닐알코올계 필름을 침지시킬 수 있다. 상기 아연염의 함량은 상기 용액의 총 중량에 대하여 0.4 중량% 이상 12 중량% 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 아연염의 함량은 상기 용액의 총 중량에 대하여 1 중량% 이상 10 중량% 이하, 1.5 중량% 이상 8 중량% 이하일 수 있고, 보다 구체적으로 1.5 중량% 이상 2.5 중량% 이하, 7.5 중량% 이상 9 중량% 이하일 수 있다.
상기 용액에 포함되는 아연염의 함량을 조절하여, 상기 폴리비닐알코올계 필름에 흡착되는 아연의 함량을 제어할 수 있다. 또한, 상기 아연염의 종류의 따라 상기 용액에 포함되는 상기 아연염의 함량이 상이할 수 있다. 일 예로, 상기 아연염으로 질산 아연을 사용하는 경우와 황산 아연을 사용하는 경우, 상기 용액 내에 포함되는 질산 아연의 함량과 상기 용액 내에 포함되는 황산 아연의 함량이 상이하더라도, 상기 폴리비닐알코올계 편광필름에 포함된 아연의 함량이 유사할 수 있다.
또한, 상기 아연염을 흡착시키는 단계가 상기 염착, 가교 또는 연신하는 단계와 동시에 수행되는 경우, 전술한 염착액, 가교액 또는 연신액에 상기 아연염을 첨가할 수 있으며, 상기 염착액, 가교액 또는 연신액에 포함되는 아연염의 함량은 0.4 중량% 이상 12 중량% 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 폴리비닐알코올계 편광필름에서의 칼륨은 요오드화 칼륨을 포함하는 칼륨염으로부터 유래된 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리비닐알코올계 편광필름에서의 칼륨은 염착액 및/또는 가교액에 포함된 요오드화 칼륨으로부터 유래된 것일 수 있다. 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름이 염착, 가교되는 과정 중에, 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름에 칼륨이 포함될 수 있다. 또한, 상기 아연염을 포함하는 용액에 칼륨염을 첨가하여, 상기 폴리비닐알코올계 필름에 아연염을 흡착시키는 단계에서 칼륨이 상기 폴리비닐알코올계 필름에 흡착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 폴리비닐알코올계 필름을 가공하는 단계는 폴리비닐알코올계 필름을 수세하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 수세하는 단계는 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름을 염착, 가교, 연신 및 아연염 처리하는 단계 이후에 수행될 수 있다. 상기 수세하는 단계는 상기 폴리비닐알코올계 필름을 20 ℃ 이상 30 ℃ 이하의 이온교환수, 증류수 등에 10 초 이상 30 초 이하 동안 침지시켜, 상기 폴리비닐알코올계 필름의 표면에 잔존하고 있는 이물질을 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 폴리비닐알코올계 필름을 가공하는 단계는 폴리비닐알코올계 필름을 건조시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 폴리비닐알코올계 필름을 수세한 후, 상기 폴리비닐알코올계 필름을 건조시킬 수 있다. 구체적으로, 수세된 상기 폴리비닐알코올계 필름을 오븐에 넣고, 40 ℃ 이상 100 ℃ 이하의 온도에서 10 초 이상 500 초 이하의 시간 동안 건조시킬 수 있다. 상기 폴리비닐알코올계 필름을 40 ℃ 이상 100 ℃ 이하의 온도에서 건조시킴으로써, 상기 폴리비닐알코올계 필름 내에 잔류하는 수분의 건조가 충분하지 않아 상기 폴리비닐알코올계 필름에 주름이 발생되는 것을 방지할 수 있고, 상기 폴리비닐알코올계 필름이 과도하게 건조되어 내구성이 저하되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름의 두께는 5 ㎛ 이상 300 ㎛ 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 미가공된 폴리비닐알코올계 필름의 두께는 10 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하, 15 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하일 수 있다. 두께가 5 ㎛ 이상 300 ㎛ 이하인 미연신 폴리비닐알코올계 필름을 사용함으로써, 폴리비닐알코올계 필름을 가공하여 편광필름을 제조하는 과정에서 폴리비닐알코올계 필름의 두께가 얇야짐에 따라 상기 폴리비닐알코올계 편광필름의 내구성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 칼륨의 함량은 상기 폴리비닐알코올계 편광필름 총 중량에 대하여 0.1 wt% 이상 2.0 wt% 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 칼륨의 함량은 상기 폴리비닐알코올계 편광필름 총 중량에 대하여 0.3 wt% 이상 1.5 wt% 이하, 0.4 wt% 이상 0.9 wt% 이하일 수 있고, 보다 구체적으로 0.45 wt% 이상 0.55 wt% 이하, 0.75 wt% 이상 0.85 wt% 이하일 수 있다. 상기 폴리비닐알코올계 편광필름에 포함되는 상기 칼륨의 함량을 상기 범위로 조절함으로써, 상기 폴리비닐알코올계 편광필름이 고온에서 색상이 변화되는 것을 효과적으로 방지할 수 있으며, 상기 폴리비닐알코올계 편광필름의 편광도가 저하되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 d가 1 이상인 경우, 상기 폴리비닐알코올계 편광필름에서의 칼륨 함량은 0.5 wt% 이상일 수 있다. 상기 d는 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름의 두께(㎛)를 60 ㎛로 나눈 값이다. 상기 폴리비닐알코올계 편광필름을 제조하기 위하여 사용되는 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름의 두께가 60 ㎛ 이상인 경우, 상기 폴리비닐알코올계 편광필름에 포함되는 칼륨의 함량을 폴리비닐알코올계 편광필름의 총 중량에 대하여 0.5 wt% 이상이 되도록 함으로써, 상기 폴리비닐알코올계 편광필름의 내구성 및 내열성이 감소되는 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 아연의 함량은 상기 폴리비닐알코올계 편광필름 총 중량에 대하여 0.1 wt% 이상 0.5 wt% 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 아연의 함량은 상기 폴리비닐알코올계 편광필름 총 중량에 대하여 0.12 wt% 이상 0.3 wt% 이하, 0.14 wt% 이상 0.2 wt% 이하일 수 있고, 보다 구체적으로, 0.14 wt% 이상 0.18 wt% 이하, 0.2 wt% 이상 0.35 wt% 이하일 수 있다. 상기 폴리비닐알코올계 편광필름에 포함되는 상기 아연의 함량을 상기 범위로 조절함으로써, 상기 폴리비닐알코올계 편광필름이 고온에서 색상이 변화되는 것을 효과적으로 방지할 수 있고, 내구성 및 내열성이 우수한 폴리비닐알코올계 편광필름을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 폴리비닐알코올계 편광필름의 두께는 3 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하일 수 있다. 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름으로부터 염착, 가교, 연신 등의 단계를 거쳐 가공된 폴리비닐알코올계 편광필름의 두께는 3 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하일 수 있다. 3 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하의 두께를 가지는 폴리비닐알코올계 편광필름은 내구성이 우수한 장점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 폴리비닐알코올계 편광필름은 40 % 이상 50 % 이하의 광 투과율을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리비닐알코올계 편광필름은 내열성이 우수하여 105 ℃ 온도 조건에 100 시간 노출 시에도, 40 % 이상 50 % 이하의 광 투과율을 가질 수 있으며, 광학적 특성이 우수한 장점이 있다.
본 발명의 다른 실시예는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광필름; 상기 편광필름의 적어도 일면 상에 구비되는 보호필름;을 포함하는 편광판을 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 편광판은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광필름을 포함하고 있어, 고온 조건에서도 우수한 광학적 특성 및 내열성, 내구성을 보유할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 보호필름은 상기 편광필름의 일면 또는 양면에 구비될 수 있다. 상기 보호필름은 외부에서 유입되는 이물 또는 충격 등으로부터 상기 편광필름을 보호하기 위한 것으로, 상기 보호필름은 접착 필름 또는 접착제를 통해 상기 편광필름의 일면 또는 양면에 부착될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 보호필름의 두께는 10 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 보호필름의 두께는 20 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하일 수 있다. 상기 범위의 두께를 가지는 보호필름이 상기 편광필름의 일면 또는 양면에 구비됨으로써, 상기 편광필름은 외부에서 유입될 수 있는 이물 또는 충격 등으로부터 보호될 수 있으며, 내구성이 우수한 편광판을 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 보호필름은 아크릴계 필름, 셀룰로스계 필름, 폴리올레핀계 필름, 폴리에스테르계 필름으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다. 구체적으로, 상기 보호필름으로 셀룰로스계 필름인 트리아세틸셀룰로스 필름을 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 편광판은 상기 편광판의 적어도 일면 상에 구비되고, 두께가 20 ㎛ 이상 1,000 ㎛ 이하인 커버 글라스를 포함할 수 있다. 상기 커버 글라스는 접착 필름 또는 접착제를 통해 상기 편광판의 일면 또는 양면에 부착될 수 있다. 구체적으로, 상기 커버 글라스는 상기 편광필름에 구비된 보호필름 상에 부착될 수 있다. 두께가 20 ㎛ 이상 1,000 ㎛ 이하인 커버 글라스를 상기 편광판의 일면 또는 양면에 부착함으로써, 상기 편광판의 내구성을 보다 향상시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는 디스플레이 패널 및 본 발명의 다른 실시예에 따른 편광판을 포함하고, 상기 디스플레이 패널의 적어도 일면 상에 상기 편광판이 구비된 디스플레이 유닛을 제공한다. 상기 편광판은 고온에서도 색상이 변화되는 것이 효과적으로 억제될 수 있어, 상기 편광판을 포함하는 상기 디스플레이 유닛은 내열성이 우수한 장점이 있다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하는 것은 아니다.
편광필름의 제조
실시예 1
두께가 30 ㎛인 폴리비닐알코올(poly vinyl alcohol; PVA) 필름(일본합성 社, M2004)을 요오드 0.05 중량%, 요오드화 칼륨 1.5 중량% 포함하는 30 ℃의 염착액에 60 초 동안 침지시켜 염착 처리하였다. 염착된 폴리비닐알코올 필름을 붕소 0.5 중량%, 요오드화 칼륨 3.0 중량% 포함하는 30 ℃의 가교액에 60 초 동안 침지시켜 가교 처리하였다. 이후, 가교된 폴리비닐알코올 필름을 롤간 연신 방법을 이용하여 5.5배의 연신배율로 연신시켰다. 연신된 폴리비닐알코올 필름을 30 ℃의 이온교환수에 20 초 동안 침지시켜 수세하고, 질산 아연 1.5 중량%, 요오드화 칼륨 4.0 중량% 포함하는 30 ℃의 용액에 10 초 동안 침지시켰다. 이후, 폴리비닐알코올 필름을 80 ℃의 온도에서 200 초 동안 건조시켜 편광필름을 제조하였다.
실시예 2
두께가 60 ㎛인 폴리비닐알코올 필름을 준비하고, 질산 아연 2.0 중량%, 요오드화 칼륨 5.5 중량% 포함하는 30 ℃의 용액을 준비한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 편광필름을 제조하였다.
실시예 3
황산 아연 8.0 중량%, 요오드화 칼륨 6.0 중량% 포함하는 용액을 준비한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 편광필름을 제조하였다.
비교예 1
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 편광필름을 제조하되, 아연염을 포함하지 않고 요오드화 칼륨 5.0 중량% 포함하는 30 ℃의 용액에 10 초 동안 침지시켜 편광필름을 제조하였다.
비교예 2
두께가 60 ㎛인 폴리비닐알코올 필름을 준비하고, 질산 아연 13.0 중량%, 요오드화 칼륨 3.5 중량% 포함하는 용액을 준비한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 편광필름을 제조하였다.
비교예 3
질산 아연 0.3 중량%, 요오드화 칼륨 5.0 중량% 포함하는 용액을 준비한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 편광필름을 제조하였다.
편광필름에 포함된 칼륨 및 아연 함량 분석
ICP-AES법(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectroscopy)을 이용하여, 상기 실시예 1 내지 실시예 3에 따른 편광필름 및 상기 비교예 1 내지 비교예 3에 따른 편광필름에 포함된 칼륨 및 아연의 함량을 분석하였다. 분석 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
편광필름의 내열성 분석
상기 실시예 1 내지 실시예 3에 따른 편광필름 및 상기 비교예 1 내지 비교예 3에 따른 편광필름의 양면에 40 ㎛의 두께를 가지는 트리아세틸셀룰로스 필름을 보호필름으로 부착하고, 상기 트리아세틸셀룰로스 필름 상에 700 ㎛의 두께를 가지는 커버 글라스를 아크릴계 점착제를 통해 부착하여 편광판을 제조하였다.
상기 제조된 편광판의 광 투과율을 측정하였고, 상기 제조된 편광판을 105 ℃ 온도 조건의 오븐에 100 시간 동안 넣은 후의 광 투과율을 측정하였다. 편광판에 포함된 편광필름의 광 투과율은 V-7100(JASCO 社)를 이용하여 측정하였다. 편광필름의 광 투과율은 하기 표1에 나타내었다.
또한, 상기 제조된 편광판을 105 ℃ 온도 조건의 오븐에 넣고, 편광판에 포함된 편광필름이 변색되는 시점을 관찰하였다. 편광필름이 변색되는 시점은 하기 표 1에 나타내었다.
PVA
두께
(㎛)		 칼륨
함량
(중량%)		 아연
함량
(중량%)
Figure pat00004
 초기
광 투과율(%)		 105 ℃,
100 시간
광 투과율(%)		 변색시점
(day)
실시예 1 30 0.47 0.17 0.90 42.51 42.46 6
실시예 2 60 0.80 0.17 0.89 42.76 42.53 6
실시예 3 30 0.49 0.14 0.92 42.44 42.05 5
비교예 1 30 0.73 0.00 - 42.63 6.97 2
비교예 2 60 0.35 1.21 0.49 42.35 79.22 1
비교예 3 30 0.60 0.02 0.99 42.56 31.09 3
상기 표 1을 참고하면, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에 따른 편광필름의 변색 시점은 5일 내지 6일이고, 비교예 1 내지 비교예 3에 따른 편광필름의 변색 시점은 1일 내지 3일인 것을 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에 따른 편광필름은 비교예 1 내지 비교예 3에 따른 편광필름보다 고온 조건에서 변색되는 시점이 늦어, 내열성이 우수한 것을 확인할 수 있다.
또한, 상기 표 1을 참고하면, 본 발명의 실시예 1 내지 실시에 3에 따른 편광필름은 초기 투과율과 고온 조건에서의 투과율이 크게 차이가 나지 않는 것을 확인할 수 있으나, 비교예 1 내지 비교예 3에 따른 편광필름은 고온 조건에서의 투과율이 초기 광 투과율과 차이가 많은 것을 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예 1 내지 3에 따른 편광필름은 비교예 1 내지 비교예 3에 따른 편광필름보다 고온 조건에서도 우수한 광학특성을 보유하는 것을 확인할 수 있다.

Claims (9)

  1. 폴리비닐알코올계 편광필름으로서,
    미연신 폴리비닐알코올계 필름을 연신하여 제조되고,
    상기 폴리비닐알코올계 편광필름은 칼륨 및 아연을 포함하고, 하기 수학식 1을 만족하는 폴리비닐알코올계 편광필름:
    [수학식 1]
    Figure pat00005

    상기 수학식 1에 있어서,
    d는 상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름 두께(㎛)/60㎛이고,
    r은 상기 폴리비닐알코올계 편광필름에서의 칼륨 함량(wt%)/상기 폴리비닐알코올계 편광필름에서의 아연 함량(wt%)이고,
    상기 d가 1 이상인 경우, 상기 폴리비닐알코올계 편광필름에서의 칼륨 함량은 0.5 wt% 이상이다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 미연신 폴리비닐알코올계 필름의 두께는 5 ㎛ 이상 300 ㎛ 이하인 것인 폴리비닐알코올계 편광필름.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 칼륨의 함량은 상기 폴리비닐알코올계 편광필름 총 중량에 대하여 0.1 wt% 이상 2.0 wt% 이하인 것인 폴리비닐알코올계 편광필름.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 아연의 함량은 상기 폴리비닐알코올계 편광필름 총 중량에 대하여 0.1 wt% 이상 0.5 wt% 이하인 것인 폴리비닐알코올계 편광필름.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴리비닐알코올계 편광필름의 두께는 3 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하인 것인 폴리비닐알코올계 편광필름.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴리비닐알코올계 편광필름은 40 % 이상 50 % 이하의 광 투과율을 가지는 것인 폴리비닐알코올계 편광필름.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴리비닐알코올계 편광필름에서의 아연은 질산아연, 염화아연, 요오드화아연, 초산아연 및 황산아연으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 아연염으로부터 유래된 것인 폴리비닐알코올계 편광필름.
  8. 청구항 1에 따른 편광필름; 및
    상기 편광필름의 적어도 일면 상에 구비되는 보호필름;을 포함하는 편광판.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 편광판의 적어도 일면 상에 구비되는 커버 글라스를 더 포함하는 것인 편광판.
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